现在的音乐会, 尤其是流行音乐, 正在变得越来越奢侈。相应地,艺术家使用的灯光和音响设备非常巨大和沉重。屋顶和照明结构都有一个负载限制,因此必须进行有效监控。 对于慕尼黑奥利匹克公园独特屋顶的监控对于工程师来说是一项重大的挑战。这个问题已经通过 HBM 的测量技术得到解决。

象征着自由民主的德国慕尼黑公园建立于1972年,是为第二十届奥利匹克运动会专门建立的。80000平方米的弧形场馆屋顶采用钢索结构,高达80米,并用有机玻璃板覆盖。

屋顶结构支撑灯光设备

奥林匹克运动场的屋顶,其由两个主梁和四个照明龙门结构,悬挂在4个点上。

在1972年奥运会期间,奥林匹亚竞技场是用来举办体操和手球比赛,但现在,它的主要功能是举办 音乐会其他大型活动。 照明是一个伟大的发明,但在活动中经常铺张浪费,特别是大型音乐会。

奥林匹亚竞技场4个照明龙门,从东到西悬挂在屋顶下。其通过钢索固定在两个主梁下,也由屋顶来支撑。

整个结构,包括主梁,灯光龙门和固定的音响设备,总重量高达 350 吨,由于音乐会,灯光被安排在一侧,因此经常会受到不规则的弯曲应力

因此,慕尼黑市政经营公司,决定安装一个监控系统, 来监控屋顶的承载性能和所受的弯曲应力来保证场馆的安全。

整个屋顶结构连接,螺纹轴装有应变传感器,可以检测主轴弯曲

测量过程的高要求

在组装工作开始前,将负载加载到灯光龙门上。由于音乐会灯光设备极为沉重,几乎达到了整体结构的负载极限,因此需要对灯光龙门的承载负荷负荷分布进行监控。

在奥林匹克竞技场进行监控非常困难,需要安装应变片到灯光龙门和主轴上来测量变形,并迅速反馈到监控设备上进行计算机分析,并且精度要超过500公斤。

温度的剧烈波动是个主要问题”, 项目负责人Robert Schmiedmayer 博士解释道。在冬天,空旷的大厅大约 15°C, 但是当灯光打开时,聚光灯产生大量的热量,在照明龙门的某些区域,温度甚至超过 45°C.

温度影响和 EMC 保护

四个 QuantumX MX840A放大器被安装在场馆的屋顶结构中
测量点位于主梁的灯光龙门上

为得到可靠精确地测量结果,测量专家设计了一个金属支撑架,安装在主轴下面。在灯光龙门上的负载变化通过金属支撑架传递到传感器上。来自 HBM 的 SLB700A 应变传感器采用不锈钢材料,全桥应变结构,其具有非常低的 零漂 ,并具有非常好的温度补偿性能。为提高测量精度,每个传感器都带有绝缘外壳,能够降低剧烈温度波动产生的影响。

工程师必须消除 电磁干扰,尤其是大型的射灯在开关过程中。因此采用了屏蔽电缆并且穿过金属套管,大大增强了屏蔽作用。

同时,测量导线不能超过 20 m. MX840A 数据采集系统 带有8个通道,并且非常容易安装到龙门结构中,能够保证测量导线的长度。 其总共采用了四个放大器,并通过一个光纤接口的 CX27 网关模块作为测量节点传输测量数据。

灯光系统显示负载状态

所有的采集和分析设备被放置于灯光控制室中

CX27 QuantumX 网关被放置在主席台控制柜中,并通过 TCP/IP 协议将测量数据传输到 Stadtwerke München 计算机中心 的相关服务器上。

负载结果可以被直接触发,一个大型的灯光放置在场馆的内部,当灯光从绿色跳到黄色时,意味着达到了预先设定的承载能力,当变为红灯时,意味着达到了承载极限的 98%。这时意味着,所有的场馆人员必须立即停止活动。

HBM catman®AP 软件在计算机中心的服务器上工作,其用来配置和执行负载监控。包括:

  • 每个测量点,
  • 灯光龙门
  • 主梁,
  • 以及完整的负载,

如果过载或者系统故障,将会通过邮件和短信方式通知,同时可以通过互联网获得存储的测量数据。

测量精度高

所有的系统安装工作在 2010 年春季完成后进行了负载标定,高达 3吨的负载误差只有100公斤,测量精度高达 98%

Schmiedmayer 博士非常满意,在灯光龙门运行过程中,能够看到所有的负载状态,包括龙门的热变形。

来自 HBM 测量设备的高精度和高可靠性是关键因素。负载监控系统变成了一个区位优势,越来越多的音乐会发起人开始在慕尼黑举办大型音乐会。

Dr. Linse Ingenieure GmbH

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